112 原住民特考三等 農業技術 土壤學 考古題詳解

核心觀念

本題考查五大成土因子，也就是影響土壤形成與發育的主要條件。依土壤學常用的 Jenny 成土因子概念，五項因子為：

其中 $S$ 代表土壤性質，$cl$ 為氣候、$o$ 為生物、$r$ 為地形、$p$ 為母質、$t$ 為時間。這個關係式表示土壤是多項因子共同作用的結果。

解題方法：逐項說明因子與作用

一、氣候（Climate）

氣候主要透過溫度與降水影響風化、淋洗及有機質分解。溫度影響化學反應速率與生物活動；降水量及其季節分布則影響土壤水分、可溶性物質的移動與淋洗程度。因此，不同氣候條件下，土壤的發育速度、剖面特徵及養分分布會有所差異。

二、生物（Organisms）

生物包括植物、動物、微生物及人類活動。植物提供枯枝落葉與根系殘體，是土壤有機質的重要來源；根系可穿入並鬆動土體，促進水分與空氣移動。微生物分解有機殘體、形成腐植質並參與養分循環；土壤動物則能混合土壤、形成孔隙。耕作、施肥、灌溉及植被移除等人類活動，也會改變土壤性質與形成方向。

三、地形（Relief／Topography）

核心觀念

本題在考全球碳循環中的兩個基本概念：碳吸存是碳進入並留存在某一碳庫的過程；碳庫則是能儲存或釋放碳的系統或組成部分。答題時須先界定兩者，再列出地球主要碳庫，最後說明土壤碳庫如何影響陸域生態系與大氣碳平衡。

碳吸存（carbon sequestration）是碳由大氣或其他碳庫移轉並儲存於某一碳庫的過程。以陸域生態系為例，植物透過光合作用固定大氣中的二氧化碳，碳進入植物生物量；植物殘體、根系分泌物及動物遺體進入土壤後，部分經微生物分解，部分轉化或穩定為土壤有機碳。只要碳輸入持續大於碳分解、呼吸及其他損失，該碳庫便呈淨增加，具有碳匯作用。

碳庫（carbon pool）是能儲存或釋放碳的系統或物質組成部分。碳庫中的碳存量稱為碳庫存量（carbon stock），通常以碳質量表示；碳在碳庫間的移動則構成碳通量（carbon flux）。因此，碳庫是「存量」，碳吸存描述的是「碳移入並儲存的過程」，兩者不可混為一談。

地球主要碳庫種類

地球碳庫可依所在位置與碳的存在型態概分如下：

1. 大氣碳庫：主要以二氧化碳存在，另有少量甲烷等含碳氣體。碳可經光合作用、呼吸作用、燃燒及海氣交換等過程進出大氣。
2. 海洋碳庫：碳以溶解無機碳為主，包括二氧化碳、碳酸氫根及碳酸根；另有溶解有機碳、生物體碳及海洋沉積物中的碳。海洋是地球重要的大型碳庫。
3. 陸域生物圈碳庫：包括植物地上與地下生物量、動物、枯枝落葉、枯木及土壤有機質等。植物光合作用固定的碳可經食物網、呼吸及分解等途徑在各碳庫間流動。
4. 土壤碳庫：包含土壤有機碳（SOC）與土壤無機碳（SIC）。SOC來自植物、動物及微生物殘體與其轉化產物；SIC常以碳酸鹽礦物存在，尤其見於乾旱及半乾旱土壤。
5. 地質碳庫：包括沉積岩中的碳酸鹽、沉積有機碳及化石燃料等，存量龐大，但多數碳的自然循環時間極長。燃燒化石燃料會將地質碳快速釋入大氣，改變原有的碳平衡。

不同文獻採用的碳庫範圍、深度及估算方式不同，因此各碳庫的全球存量數字會有差異。作答重點是說明其所在位置、主要碳形態與碳移轉關係。

解題方法與土壤碳庫的重要性

解題可依「先定義、再分類、後說明功能」作答：先區別碳吸存與碳庫，再列出大氣、海洋、陸域生物圈、土壤及地質碳庫，最後聚焦土壤碳庫在陸域生態系的儲碳、調節與生態功能。

核心觀念

土壤構造是土粒（砂粒、坋粒、黏粒）及有機質等彼此團聚後，形成的土壤結構體（土團、土塊或土片）的形狀與排列方式。構造類型依結構體的外形判定；形成則與黏粒、有機質、鐵鋁氧化物等膠結物質，以及乾濕變化、根系與土壤生物活動、壓實等作用有關。

解題方法

題目要求「至少列舉三種」並說明成因，作答時可先按外形分類，再用「形態特徵＋典型形成條件」說明。以下列出四種常見構造：

1. 團粒狀構造（granular／crumb） 結構體近球形或粒狀，通常疏鬆多孔。表土中的根系、微生物及土壤動物活動旺盛，有機質與黏粒、鐵鋁氧化物等共同膠結土粒，促進穩定團粒形成。良好團粒構造有利於通氣、入滲及根系生長。

2. 塊狀構造（blocky） 結構體大致呈立方體或多面體，可分為稜角塊狀與次稜角塊狀。黏土較多的土層經乾濕交替、收縮膨脹而形成裂隙，土塊便沿裂隙分割；部分亞表土或底土中，黏粒移動與累積也會促進塊狀構造發育。

核心觀念

本題考植物必需元素的分類。依植物體所需的相對數量，必需元素分為巨量元素與微量元素；「巨量」與「微量」表示植物需求量不同，並不代表元素的重要性有高低之分。

植物必需元素通常列為 17 種。若按來源區分，碳（C）、氫（H）、氧（O）主要由空氣與水提供；其餘元素主要由土壤供應。因此，題目若著重「土壤中」的植物營養元素，應列出土壤供應的巨量及微量元素，並可補充完整的巨量元素分類，以避免混淆。

解題方法

先依植物所需量分類，再注意巨量元素中有些並非主要由土壤供應：

• 巨量元素：碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）。
• 其中，C、H、O 主要來自空氣中的二氧化碳及水；土壤供應的巨量營養元素主要為 N、P、K、Ca、Mg、S。